切削加工性能是指金屬材料承受切削加工的難易程度。當可以正常切削后,依據工件表面的粗糙度、切削速度和刀具磨損程度,來評價金屬切削加工性能。
1. 切削(xue)性
切削性又叫可(ke)切削性(machinability).切削是一種復雜(za)的表面層現象,牽涉摩擦及(ji)高(gao)速的彈性及(ji)塑性變形。因此,切削的難易及(ji)質量的好壞與許多因素有關:
①. 工(gong)具的(de)材料及形狀(工(gong)具用(yong)鋼及工(gong)具的(de)設(she)計);
②. 工件材料的切(qie)削性能;
③. 切削加工時有無切削液及其特性;
④. 切削類型及條件。
在其他條件恒定的情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia),最(zui)(zui)易(yi)切(qie)削(xue)的金屬應該是允許(xu)使(shi)用最(zui)(zui)大的切(qie)削(xue)速度(du)、刀具磨(mo)損最(zui)(zui)小(xiao)、能量消耗(hao)最(zui)(zui)低的,并能獲得最(zui)(zui)滿意的表(biao)面粗糙度(du)。在大多數情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia),切(qie)削(xue)加工主要的要求是高速的切(qie)削(xue)和工具的壽命(ming)長(chang);而有(you)些情(qing)況(kuang)(kuang)卻對表(biao)面光滑(hua)度(du)的要求較為嚴格。
2. 測(ce)定和比(bi)較金屬切削(xue)性能的方(fang)法
①. 用給定(ding)的切(qie)削速(su)度,測定(ding)相同(tong)刀(dao)具切(qie)削不同(tong)金屬的壽命來進(jin)行比較;
②. 用相同的壓(ya)力、轉速和時間,測定所鉆入不同金屬(shu)的深度來進行比較;
③. 用切削不同的一(yi)定金屬量所消耗等(deng)能(neng)量或散(san)發的熱量來(lai)比較切削性能(neng)。
這些方法都(dou)沒(mei)有考慮加(jia)工(gong)件的表面粗糙度(du),只用切(qie)削(xue)的難易程度(du)來(lai)相(xiang)對(dui)比較金屬的切(qie)削(xue)性能。
金屬(shu)的(de)(de)(de)切削(xue)性(xing)能(neng)是一種很(hen)復雜的(de)(de)(de)工藝(yi)性(xing)能(neng),它與金屬(shu)的(de)(de)(de)其他性(xing)能(neng)有關。首(shou)先,我們應知道(dao)金屬(shu)難以切削(xue)的(de)(de)(de)原因(yin):
①. 硬度太高(gao)或強度太大時,切削所消耗的(de)能量就大;當速度提高(gao)時,產(chan)生的(de)熱量會(hui)使刀口(kou)易于軟化,這些都(dou)會(hui)使切削變得(de)非常困難。
②. 軟而塑性很高的金屬,在(zai)切(qie)削時易于產生積屑瘤(liu)及(ji)與刀刃粘接(jie),使(shi)切(qie)削變(bian)得非(fei)常困難,并且使(shi)切(qie)削表面(mian)粗糙度(du)增高。
③. 易(yi)于(yu)加工(gong)硬(ying)化的金屬(shu),不(bu)(bu)易(yi)切削,例如(ru)高碳、高錳、耐磨(mo)鋼(gang)及奧氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)等。金屬(shu)中(zhong)含有(you)堅硬(ying)的第(di)二相,不(bu)(bu)易(yi)切削,例如(ru)碳化物、氧化物等,易(yi)于(yu)磨(mo)損刀刃。
其(qi)次(ci),我們還應(ying)知道什么樣的組織可以使(shi)金(jin)(jin)屬易(yi)于(yu)切削,不溶于(yu)基體的第二相,如具備潤滑性(xing)(xing)或增加(jia)材料的脆(cui)性(xing)(xing),都可以改善金(jin)(jin)屬的切削性(xing)(xing)。例如,石墨、鉛(qian)、鉍等可以增加(jia)金(jin)(jin)屬切削時的潤滑作用;脆(cui)性(xing)(xing)硫化物及磷化物(鋼(gang)中(zhong)的MnS及Fe3P)等,可以使(shi)切屑易(yi)于(yu)斷(duan)裂。
3. 提高金(jin)屬(shu)切削性能的途徑
①. 使硬(ying)的金屬變(bian)軟(回火或退火);
②. 使太軟的金屬變硬(冷加(jia)工、細化晶粒、正(zheng)火);
③. 減少堅硬的第二相(提高(gao)冶煉質量,減少夾雜);
④. 改善堅硬第二相的分布(退火(huo)或正火(huo));
⑤. 加入(ru)改(gai)善切削性能的第二相(xiang)元素(su)(Pb、Bi、石墨、MnS、Fe3P等(deng))。
最后的方法(fa)⑤可以(yi)獲得切削(xue)性極佳的合金,適用于自動機(ji)床,因此叫(jiao)做易切削(xue)鋼及易切削(xue)合金。
有(you)些影響金屬切削性(xing)(xing)能的物理(li)及(ji)力學性(xing)(xing)質(zhi),具有(you)組織不敏感(gan)性(xing)(xing),因而很難用改善組織的方法來(lai)改變(bian)。這些性(xing)(xing)質(zhi)包括熱膨脹(zhang)系數、熱導率、基體金屬的彈性(xing)(xing)模量等。

